PDMS基磁性复合薄膜制备及其非线性力磁耦合研究

摘要

基于磁纳米颗粒制备的新型磁流变弹性基体是实现高灵敏柔性传感技术的重要方式之一。采用磁场诱导生长方法,在磁场环境下,制备出基于Fe_(3)O_(4)磁纳米颗粒的PDMS基柔性磁复合薄膜。通过数字显微镜、XRD表征了样品的形貌与元素,基于振动样品磁强计和自主搭建的磁致形变测量平台,测量了样品的磁学性质与磁致力学性能。研究结果显示,在磁场诱导下,Fe_(3)O_(4)质量分数为10%的PDMS基磁性复合薄膜可展现出色的面内磁各向异性行为,室温下饱和磁化强度可达5.9 emu/g,比同条件下无磁场诱导制备的各向同性磁薄膜增大了61%,同时,薄膜磁致形变角度可达80°.最后,通过有限元分析法从理论上证明了PDMS基磁性复合薄膜的非线性力磁耦合行为,为PDMS基磁性复合薄膜磁致力学行为奠定了理论基础。